第2课时　闭合电路欧姆定律

1。如图所示,电源的电动势为E、内阻为r,定值电阻R的阻值也为r,滑动变阻器的最大阻值是2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,下列说法中正确的是(　C　)

A。电压表的示数变大

B。电流表的示数变小

C。滑动变阻器消耗的功率变小

D。定值电阻R消耗的功率先变大后变小

解析:等效电路图如图所示。滑片从a端滑向b端,其接入电路的阻值RPb减小,电路中电流变大,电压表示数减小,电流表示数增大,电阻R消耗的功率增大,选项A,B,D错误;把电阻R当做电源内电阻(等效电源),则R内=2r,RPb减小,且RPb<2r,等效电源的输出功率减小,即滑动变阻器的功率减小,选项C正确。

2。(2018·上海静安质检)定值电阻R1与滑动变阻器R2采用如图方式接在电动势为E,内阻为r的电源上,利用电压传感器和电流传感器研究R2上的电压与电流变化关系。当自下向上滑动R2上的滑片时,通过数据采集器将电压与电流信号输入计算机后,在屏幕上得到的UI图像应为下图中的(　C　)

解析:根据闭合电路欧姆定律得U=E-I(r+R1),E,r,R1均不变,由数学知识得知,UI图像是向下倾斜的直线,选项C正确。

3。(2017·江苏宜兴期末)已知磁敏电阻在无磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且磁场越强阻值越大。为探测磁场的有无,利用磁敏电阻做为传感器设计了如图所示电路。电源的电动势E和内阻r不变,在无磁场时调节变阻器R使小灯泡L正常发光,若探测装置从无磁场区进入磁场区,则(　C　)

A。电压表的示数变小

B。磁敏电阻两端电压变小

C。小灯泡L变亮甚至烧毁

D。通过滑动变阻器的电流变大

解析:探测装置从无磁场区进入强磁场区时,磁敏电阻变大,电路的总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知总电流变小,根据U=E-Ir,因为I减少,所以路端电压U增大,电压表测量路端电压,故电压表示数变大,灯泡两端电压增大,即灯泡变亮,如果磁场足够大,有可能烧坏灯泡,选项C正确,A错误;小灯泡的电流增大,而总电流是减小的,故通过磁敏电阻和滑动变阻器的电流减小,由于滑动变阻器的电阻不变,故滑动变阻器两端的电压减小,而路端电压是增大的,故磁敏电阻两端的电压增大,选项B,D错误。

4。(2017·山东青岛二模)如图所示电路中,电流表A和电压表V均可视为理想电表,闭合开关S后,将滑动变阻器R1的滑片向右移动,下列说法正确的是(　D　)

A。电流表A的示数变大

B。电压表V的示数变大

C。电容器C所带的电荷量减少

D。电源的效率增加

解析:R1的滑片向右移动,接入电路的电阻增大,电路的总电阻增大,由闭合电路的欧姆定律I=知,干路中的电流减小,路端电压增大,R3两端的电压减小,电压表V的示数变小,选项B错误;并联部分的电压增大,电容器C所带的电荷量增加,选项C错误;通过R2的电流增大,所以通过R1支路的电流减小,电流表的示数变小,选项A错误;电源的效率η=×100%=×100%,所以效率增加,选项D正确。

5。在如图所示的电路中,闭合开关S后,L1,L2两灯泡都正常发光,后来由于某种故障使L2突然变亮,电压表读数减小,由此推断,该故障可能是(　D　)

A。L1灯丝烧断

B。电阻R2断路

C。电阻R2短路

D。电容器被击穿短路

解析:若电阻R2短路,则通过L2的电流为零,L2不亮,选项C错误;若L1灯丝烧断,则总电阻增大,总电流减小,L2两端电压减小,L2变暗,选项A错误;若R2断路,则总电阻增大,总电流减小,电压表读数增大,L1与R1并联部分两端的电压减小,故L2两端的电压增大,L2变亮,选项B错误;若电容器被击穿短路,则电路总电阻减小,路端电压减小,总电流增大,L2变亮,D正确。

6。(多选)如图所示,图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图像,图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图像,则下列说法正确的是(　ACD　)

A。电源的电动势为50 V

B。电源的内阻为 Ω

C。电流为2。5 A时,外电路的电阻为15 Ω

D。输出功率为120 W时,输出电压是30 V

解析:电源的输出电压和电流的关系为U=E-Ir,显然直线①的斜率的绝对值等于r,纵轴的截距为电源的电动势,从题图中看出纵轴截距为50 V,斜率的绝对值等于r= Ω=5 Ω,选项A正确,选项B错误;当电流I1=2。5 A时,由回路中电流I1=,解得外电路的电阻R外=15 Ω,C正确;当输出功率为120 W时,由题图中PI关系图线中看出对应干路电流为4 A,再从UI图线中读取对应的输出电压为30 V,D正确。

7。(多选)某种小灯泡的伏安特性曲线如图(甲)所示,三个完全相同的这种小灯泡连接成如图(乙)所示的电路,电源的内阻为1。0 Ω。现闭合开关S,理想电压表V的示数为4。0 V,则(　ABD　)

A。三个灯泡的总电阻为8。3 Ω

B。电源的电动势为5。6 V

C。电源消耗的热功率为3。0 W

D。电源的效率为89。3%

解析:理想电压表V的示数为4。0 V,可知串联的灯泡电流为0。6 A,此时小灯泡电阻为 Ω= Ω;每个并联灯泡的电流为0。3 A,电压1。0 V,此时小灯泡电阻RL= Ω= Ω,所以灯泡总电阻为R总= Ω+× Ω≈8。3 Ω,选项A正确;电动势等于E=4 V+1 V+0。6×1。0 V=5。6 V,选项B正确;电源消耗的热功率为P热=0。62×1。0 W=0。36 W,选项C错误;电源效率η=×100%=×100%=89。3%,选项D正确。

8。(2017·湖南衡阳三检)(多选)如图所示电路中,电源电动势E恒定,内阻r=1 Ω,定值电阻R3=5 Ω。开关S断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等。则以下说法中正确的是(　AD　)

A。电阻R1,R2可能分别为4 Ω,5 Ω

B。电阻R1,R2可能分别为3 Ω,6 Ω

C。开关S断开时理想电压表的示数一定小于S闭合时的示数

D。开关S断开与闭合时,理想电压表的示数变化量大小与理想电流表的示数变化量大小之比一定等于6 Ω

解析:开关闭合时,ab段只有电阻R1工作,消耗的电功率为P=()2R1,当开关断开时,ab段电阻R1和R2工作,消耗的电功率为P=()2(R1+R2),代入数据可得选项A正确,B错误;将R3和电源内阻看做一整体,则此时电压表测量路端电压,当断开时路端总电阻大于闭合时的,所以断开时电压表示数大,选项C错误;根据闭合电路欧姆定律得U=E-(R3+r)I,则电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比为=R3+r=6 Ω,选项D正确。

9。(多选)在图(甲)所示电路中,R1,R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2的阻值未知,R3是一滑动变阻器,在其滑片从最左端滑至最右端的过程中,测得电源的路端电压U随干路电流I的变化图线如图(乙)所示,其中图线上的A,B两点是滑片在变阻器上的两个不同端点时分别得到的,则下列说法正确的是(　ABD　)

A。电源的电动势为20 V、内电阻为20 Ω

B。定值电阻R2的阻值为5 Ω

C。定值电阻R2消耗的最大功率为16 W

D。滑动变阻器R3的最大阻值为300 Ω

解析:取UA=16 V,IA=0。2 A,UB=4 V,IB=0。8 A,利用E=U+Ir,解得E=20 V,r=20 Ω,选项A正确;当滑片滑到最右端时,R3,R1均被短路,此时外电阻为R2且对应图中B点,则R2== Ω=5 Ω,此R2上功率最大,P2=UBIB=3。2 W,选项B正确,C错误;当滑片位于R3最左端时,R3最大,此时外电阻为R== Ω=80 Ω。又因为R=+R2,解得R3=300 Ω,选项D正确。

10。(2017·四川成都一诊)如图所示,E为内阻不计的电源,MN为同种材料制成的粗细均匀的长电阻丝,C为电容器。当滑动触头P以恒定速率从左向右匀速滑动时,关于电流计A的读数情况及通过A的电流方向,下列说法正确的是(　C　)

A。读数逐渐变小,通过A的电流方向向左

B。读数逐渐变大,通过A的电流方向向右

C。读数稳定,通过A的电流方向向右

D。读数稳定,通过A的电流方向向左

解析:设在Δt时间内,触头P移动的距离为ΔL,则ΔL=vΔt,电源内阻不计,电阻丝单位长度上的电压值为,因此在Δt时间内电容器两板间电压改变为ΔU=ΔL=vΔt,而I====Cv,电流值恒定,即电流表读数稳定,选项A,B错误;电容器两端的电压等于右半部分电阻两端的电压,当滑动触头P以恒定速率从左向右匀速滑动时,电容器两端的电压减小,放电,放电电流方向由正极板流向负极板,右极板带正电,所以通过A的电流方向向右,选项C正确,D错误。

11。(2018·河北唐山模拟)(多选)如图所示,电源电动势E=3 V,小灯泡L标有“2 V　0。4 W”,开关S接1,当滑动变阻器调到R=4 Ω时,小灯泡L正常发光。现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作,则(　AD　)

A。电源内阻为1 Ω

B。电动机的内阻为4 Ω

C。电动机正常工作电压为1 V

D。电源效率约为93。3%

解析:小灯泡正常工作时的电阻RL==10 Ω,流过小灯泡的电流I==0。2 A。当开关S接1,R总==15 Ω,电源内阻r=R总-R-RL=1 Ω,选项A正确;当开关S接2时,电动机M两端的电压UM=E-Ir-U=0。8 V,选项C错误;电动机对外功率未知,不能求出电动机的内阻,选项B错误;电源的效率η=×100%=×100%=93。3%,选项D正确。

12。导学号 58826179(2017·四川成都九校四模)(多选)在如图所示的电路中,闭合开关S,电路达到稳定后,平行金属板中带电质点P恰好处于静止状态。不考虑电流表和电压表对电路的影响,二极管视为理想二极管,R1,R2,R3三个电阻的阻值相等且与电源的内阻r的阻值也相等。当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则(　BC　)

A。带电质点P将向下运动

B。电源的输出功率将变大

C。电压表V2与电流表A的读数变化量的绝对值之比一定不变

D。电压表V读数变化量的绝对值等于电压表V2的读数变化量的绝 对值

解析:当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,R4接入电路的阻值减小,则电路总电流变大,R1两端电压变大,则R3及其并联支路的电压减小,电容器两端电压减小,电容器本该放电,但是由于二极管的单向导电性,使得电容器两端的电荷量不变,电场强度不变,则带电质点P仍静止,选项A错误;因当电源外电路电阻等于内阻时电源输出功率最大,因R1,R2,R3三个电阻的阻值相等且与电源的内阻r的阻值也相等,可知外电路电阻大于内阻,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,外电路电阻减小,向内电阻接近,故电源的输出功率变大,选项B正确;若只将ab部分等效为电源的外电路,而将ab左侧的部分等效为内电路,其等效内阻为r′,则根据闭合电路的欧姆定律可知,电压表V2与电流表A的读数变化量的绝对值之比为=r′,可知为定值不变,选项C正确;由电路图可知U=U1+UR2+U2,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,U减小,U2减小,U1增大,UR2增大,则电压表V读数变化量的绝对值小于电压表V2的读数变化量的绝对值,选项D错误。

13。导学号 58826180如图(甲)所示为某元件R的UI特性曲线,把它连成图(乙)所示电路。已知电源电动势E=5 V,内阻r=1。0 Ω,定值电阻R0=4 Ω。闭合开关S后,求:

(1)该元件的电功率;

(2)电源的输出功率。

解析:(1)把电源和R0看成等效电源,该电源的UI图像如图Ⅱ所示,元件R与电源组成闭合电路时,R中电流IR=0。4 A,电压UR=3。0 V,则PR=URIR=3。0×0。4 W=1。2 W。

(2)由于P出=R0+PR,

则P出=(0。42×4+1。2) W=1。84 W。

答案:(1)1。2 W　(2)1。84 W

14。导学号 58826181(2018·四川乐山模拟)如图所示,已知蓄电池的电动势为E=6 V,内阻r=2 Ω,R1=2 Ω,R2为一可变电阻,则R2为何值时,R2上消耗的功率最大?并求此时的最大功率值。

解析:用题图中虚线框所围的部分替代电源时,其电动势也相应的替换。等效电动势E′等于其负载电阻R2断开时A,B两点间的电压,故E′=E=×6 V=3 V,等效内电阻为r′==1 Ω,

当外电路电阻等于等效电源内阻时,电源输出功率最大,

故R2=1 Ω时,R2上消耗的功率最大。

这样,R2上消耗的最大功率

P2max== W=2。25 W。

答案:1 Ω　2。25 W

2019年高考物理总复习（教科版）试题：恒定电流第2课时闭合电路欧姆定律含解析